近日，环植所入侵植物与杂草研究团队在海南省水稻田恶性杂草稗（Echinochloa crus-galli ）对除草剂二氯喹啉的抗性机制研究取得重要进展。该研究首次发现糖基转移酶EcUGT79-like在杂草代谢抗性中的关键作用，不仅完善了杂草代谢抗性理论体系，更为设计抗除草剂作物提供了优质基因资源。
稗是稗属杂草中的优势种，分布于热带和温带的水稻种植区，挤占水稻生长资源，严重影响水稻的生长发育和产量。二氯喹啉酸因其经济、安全，是水稻田化学除草体系的重要组成，但海南省水稻田稗对其抗性风险和抗性机制尚未明确。
研究团队采集了海南省水稻田10个稗草种群，发现抗性种群占比已超过50%，其中采集于国家南繁科研育种基地的HN-02种群表现出明显的代谢抗性。通过RNA-Seq鉴定到18个差异表达基因（DEGs），包括2个P450、4个GST、6个GT、1个ABC和1个水解酶基因在抗性生物型中特异性上调表达；通过代谢组学筛选到28种差异累积代谢物（DAMs）在抗性生物型中富集。通过DEGs和DAMs关联性分析，发现糖基转移酶EcUGT79-like与大多数DAMs呈强正相关（R>0.9）。EcUGT79-like的转基因酵母和拟南芥对二氯喹啉酸和同系物二氯吡啶酸表现出抗性和代谢降解除草剂能力。研究结果表明，糖基转移酶EcUGT79-like是介导稗对二氯喹啉酸产生代谢抗性的关键解毒酶。
图 糖基转移酶EcUGT79-like介导稗对二氯喹啉酸的抗性示意图
相关结果以“EcUGT79-like Mediated Metabolic Resistance to Auxin Herbicide Quinclorac in Echinochloa crus-galli”为题发表于农林科学领域Top期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一区，影响因子6.2）。环植所王豪助理研究员为第一作者，黄乔乔研究员为通讯作者。该研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务费专项和国家热带农业科学中心科技创新团队项目的资助。
文章链接： https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.5c09734
